湖北省远安一中高三物理 第十一至十二章《机械振动和机械波》回归教材复习导学案

1 第十一至十二章第十一至十二章 机械振动和机械波机械振动和机械波 回归教材导学案回归教材导学案 班级 组号 姓名 学习目标学习目标 根据导学案的提示有选择性地 有目的地阅读相关教材 含概念 规律 例题 插图 阅读材料 旁批 思考与讨论 做一做 课后习题等 掌握基础知识 基本 思想和方法 阅读教材阅读教材 问题问题 1 1 阅读课本 P2 3完成 1 分析图 11 1 1 和 11 1 3 中小球的运动特点 分别画 出水平弹簧振子和竖直弹簧振子的运动模型简图 水平弹簧振子 竖直弹簧振子 2 阅读 P2图第 2 段旁批 P3最后一段 研究振动时所说的位移都是对于 的位移 图 11 1 2 弹簧振子的频闪照片不是小球的运动轨迹 而是小球振动的 图像 质点的位移和时间遵循正弦函数规律的振动叫做 它是最简单 最基本 的振动 问题问题 2 2 阅读课本 P6 7完成 1 阅读 P5 描述简谐运动的物理量 和 P6 做一做 描述简谐运动的物理量有 周期和频率 测量振动的周期的正确方法是 测量 以减小测量误差 即周期 T 本实验说明了简谐运动 的周期与振幅的关系是 2 阅读 P7第一段 简写谐运动的表达式是 口述表达式中各量的 意义 问题问题 3 3 阅读课本 P10 11完成 1 阅读 P11第 3 段 质点做简谐运动时 所受合力应 满足的条件是 合力的大小与质点 的大小成正比 方向总是指向 根据该力的作用效果把他称为回复力 即 F回 水平弹簧振子的回复力是由 提供的 竖直弹簧振子的回复力是由 提供的 单摆的回复力是由 提供的 判断物体做简谐运动的思路是 从运动学的角度看 其位移 时间图像是 曲线 位移 时间表达式是 从动力学 受力 角度看 所受合力满足方程 2 阅读 P11第 4 5 段 质点做简谐运动 其动能和势能相互转化 但总的机械能 实际的运动都有一定的能量损耗 所以简谐运动是一种理想化的模型 问题问题 4 4 阅读课本 P13 17完成 1 阅读 P13第 2 段及旁批 构成单摆的装置要满足 的条件是 与小球相比可以忽略 球的直径与 比可以忽略 从小球受 力的角度看 应满足的条件是 与小球的重力及绳的拉力相比 可以忽略 因此 实验时应选择 的小球和 的线 可见 单摆是实际摆 的理想化模型 2 结合图 11 4 3 阅读 P14第 2 6 段及旁批 理清证明单摆做简谐运动的思路 找 出相应的方程 请你证明证明单摆做简谐运动 2 3 阅读 P15实验 实验过程中要注意以下几点 P17第 1 段 探究单摆周期与摆长 的关系 实验中 要注意的是 摆的振幅 或偏角 摆线和摆球的选择 口 口 述应该如何选择 述应该如何选择 细线上端的悬挂方式应该选择图 11 4 5 甲 乙图的 图 其优点 是 摆长的测量值应为 二者之和 口述应该 口述应该 如何测量 如何测量 周期的测量应该选择图 11 4 7 甲 乙图的 图作为计时开始与停止的时 刻 优点是 并且应测量单摆做 全振动的时间再 计算出周期的测量值 优点是 通过数据分析 对周期 T 与摆长 L 的 定量关系做出猜测时 应由简单到复杂进行 即可能是 T T T T 荷兰物理学家 确定了单摆的周期公式 T 可见 单摆周期与 无关 4 阅读 P17第 2 段 利用单摆可以测定重力加速度 g 作出 L T2图象 其图象是 图线的斜率 k 重力加速度 g 用 k 表示 问题问题 5 5 阅读课本 P18 21完成 1 阅读 P18第 1 2 4 段 振动系统 时的振动叫固有振动 振动系统受到阻力的作用时 做 的振动叫阻尼振动 使周期性的外力 这种外力叫 作用于振动系统 对系统做功 补偿系统的能量损 耗 这样的振动叫 图 11 5 2 的实验表明 受迫振动的频率总等于 与系统的固有频率 2 观察图 11 5 4 共振曲线 由图线可以看出 当驱动力 的频率等于系统的 时 受迫振动的振幅 这种现象叫共振 图 11 5 3 实验中 摆 填 B C D 振幅最大 问题问题 6 6 阅读课本 P24 25完成 1 阅读 P24第 1 段 图 12 1 3 中 绳端在手的牵引 下起振方向 在图中标 P1 P9各个质点的起振方向 都是 的 只是后面的质 点总是比前面的质点 开始振动 绳端的振动形式能够沿绳传播的动力学原因是 质点并不随波迁移 2 阅读图 12 1 3 12 1 4 12 1 6 及 P25最后 4 段 绳中形成的波是 弹簧中形成的波是 空气中传播的声波是 填 横波 或 纵波 组成介质的质点间有 一个质点的质点的振 动会引起 的质点的振动 波在传播 振动 这种运动形式的同时 也将波源的 传递出去 问题问题 7 7 阅读 P27第 5 6 两段 介质中有正弦波传播时 介质的质点在做 简谐波的波形图与质点的振动图象都是正弦曲线 但它们的意义不同 波形图表示介质中 的 在 的位移 振动图象表示介质中 在 的位移 问题问题 8 8 阅读 P29第 4 7 两段 在波动中 各个质点的振动周期或频率都是 都等于 的振动周期或频率 波速 波长 频率的关系是 写公 式 其中 波速由 周期或频率由 问题问题 9 9 阅读课本 P32 35完成 1 观察 P32图 12 4 1 可知 水波的波长一定时 狭 3 缝越 水波的衍射现象越明显 观察 P32图 12 4 2 可知 狭缝宽度一定时 水波的波 长 时 水波的衍射现象越明显 2 阅读 P33第 1 2 两段及 说一说 观察到明显衍射现象的条件是 缝 孔的宽 度或障碍物的尺寸跟 或者 通常 声波的波长在 1 7cm 17m 之间 光波的波长在 0 4um 0 7um 的范围内 可见 容易发生衍射现象 口述 口述 1 1 初中 初中 学习的光沿直线传播与现在学习的光的衍射现象的联系 学习的光沿直线传播与现在学习的光的衍射现象的联系 2 2 超声波定位仪为什么使用超 超声波定位仪为什么使用超 声波而不使用普通的声波 声波而不使用普通的声波 3 阅读 P33第 6 7 两段并结合图 12 4 3 理解 几列波相遇时能够 各自的运 动特征 在几列波重叠的区域里 介质的质点的位移等于几列单独传播时引起的位移的 4 阅读 P34 演示 实验内容 波源是固定在同一个 振动片上的两根细杆 说明两 个波源的 相同 振动的相位差 两列波相遇时形成稳定的干涉图 样如图 12 4 4 所示 图中出现的一条条相对平静的水面 即振动 区 和激烈振动的 区域 即振动 区 填 加强 或 减弱 5 阅读 P35第 2 段并结合图 12 4 5 理解 图 12 4 5 中 两列波波峰与波峰 或者波 谷与波谷 相遇的点都在振动 区 质点振动的振幅 但位移会随时间 两列波波峰与波谷相遇的点都在振动 区 质点振动的振幅 但位移会随时 间 问题问题 10 10 阅读 P37第 1 4 段 P38第 1 段 当波源与观察者互相靠近时 观察者接收到 的频率 当波源与观察者互相远离时 观察者接收到的频率 多普勒效应中 波 源的频率并不改变 利用多普勒效应的原理可以测量车辆速度 星球远离或靠近我们的速度 血流的速度 口述测量速度的基本原理 口述测量速度的基本原理 阅读 P38 科学漫步 超声波的特点是 试举两个应用超声波的实例 习题再练习题再练 P5问题 3 如图 11 1 9 在 t 0 到 t 4s 的范围内回答以下问题 1 在 1 5s 和 2 5s 这两个时刻 质点向哪个方向运动 2 质点相对平衡位置的位移的方向在哪段时间内跟它的瞬时 速度的方向相同 在哪段时间内跟瞬时速度的方向相反 3 质点在第 2s 末的位移是多少 质点在前 2s 内走过的路程是多少 2 P10问题 4 图 11 2 6 为 A B 两个简谐运动的位移 时 间图像 请根据图像写出这两个简谐运动的位移随时间变化的关系式 4 3 P12问题 3 做简谐运动的物体经过 A 点时加速度大小是 2m s2 方向指向 B 点 当 它经过 B 点时 加速度的大小是 3m s2 方向指向 A 点 若 AB 之间的距离是 10cm 请确定它 的平衡位置 4 P17问题 2 周期是 2s 的单摆叫秒摆 秒摆的摆长是多少 把一个地球上的秒摆拿 到月球上去 已知月球上的重力加速度为 1 6m s2 它在月球上做 50 次全振动要用多少时间 5 P21问题 3 汽车的车身是装在弹簧上的 某车的车身 弹簧系统的固有周期是 1 5s 这辆汽车在一条起伏不平的路上行驶 路面凸起之处大约都相隔 8m 汽车以多大速度 行驶时 车身上下颠簸得最剧烈 6 P21问题 4 如图 11 5 9 是一个单摆的共振曲线 1 试估计 此单摆的摆长 2 若摆长增大 共振曲线振幅最大值的横坐标将怎 样变化 7 P28问题 2 一列横波某时刻的波形如图 12 2 3 甲所示 图乙表示介质中某质点此后一段 时间内的振动图象 1 若波沿 x 轴正方向传播 图乙为 K L M N 四点中哪点的振动图象 2 若波沿 x 轴负方向传播 图乙为 K L M N 四点中哪点的振动图象 8 P28问题 3 图 12 2 5 的横波正在沿 x 轴的正 方向传播 波速为 0 5m s 试画出经过 1s 后和 4s 后的 波形曲线 9 P36问题 2 如图 12 4 6 挡板 M 是固定的 挡板 N 可以上下移动 现 在把 M N 两块挡板中的空隙当做一个 小孔 做水波的衍射实验 出现了图示的 图样 P 点的水没有振动起来 为了使挡板左边的振动传到 P 点 可以采用什么 办法 10 P36问题 4 图 l2 4 7 表示两列频率相同的水面